基于碳达峰目标的能源系统优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于碳达峰目标的能源系统优化方法，所述包括以下：步骤S1：从电网数据库中录入电力系统运行数据，形成基础数据库；步骤S2：构建碳排放量计量模型；步骤S3：构建碳排放达峰、电力供需平衡与经营业绩最优化模型；步骤S4：进行多目标求解设计优化方案。本发明专利技术的基于碳达峰目标的能源系统优化方法，基于电网发用电结构和发展目标精准测算碳排放水平，有效利用发用电计划数字测算当前电力消费碳排放以及预测能源电力领域碳排放目标，充分结合电力需求特点，合理优化电源布局，优化发电结构，实现同频互促。实现同频互促。实现同频互促。

【技术实现步骤摘要】
基于碳达峰目标的能源系统优化方法


[0001]本专利技术涉及低碳电力运行
，具体涉及基于碳达峰目标的能源系统优化方法。

技术介绍

[0002]经济转型发展背景下，电网电力电量平衡矛盾一直较为突出，电网将呈现“双高”形态，凸显“双新”“双峰”“双侧随机”特征，电网安全运行和供用电平衡压力增大。随着碳达峰、碳中和目标的确定，清洁能源消纳目标和责任显著提高。一方面，要科学制定发用电计划，在精准实施碳计量的此基础上，充分满足消纳清洁能源消纳；另一方面，要立足于清洁能源调峰供应特征下好“先手棋”，从源网荷储协同、市内外电力比重调配等方面统筹考虑，不断提升电网系统调节能力、安全供电能力和绿色发展能力。
[0003]能源体系高质量发展必须满足三大目标，即能源供应充足、清洁环保、经济效率的目标。“能源三角”是指这三大目标之间的相互制约关系。在经济发展早期，往往忽视清洁环保要求，而注重电力充足供应和经济增速。强调能源清洁低碳，并满足经济效率要求(如保持低电价)，往往带来电网发展受阻，或“缺电”(表现为目前诸多省市对水电资源的争夺)。因此，实现碳达峰、碳中和目标，是对“能源三角”的再平衡，迫切需要加强对碳排放的精准测算，并在此基础上优化公司电力生产经营策略。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题就在于：本专利技术提供一种基于碳达峰目标的能源系统优化方法，能够有效提取待测样本多元光谱中各组分的特征，并建立各组分的定量分析模型，特别是在复杂、重叠、小样本的光谱分析中，能够有效地提高定量分析模型的精度。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种基于碳达峰目标的能源系统优化方法，所述包括以下步骤：
[0007]步骤S1：从电网数据库中录入电力系统运行数据，形成基础数据库；
[0008]步骤S2：构建碳排放量计量模型；
[0009]步骤S3：构建碳排放达峰、电力供需平衡与经营业绩最优化模型；
[0010]步骤S4：进行多目标求解设计优化方案。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进为：
[0012]优选地，所述步骤S2中，运用间接碳排放测算方法，明确用电量与碳排放之间的关系，再结合装机容量与发电利用小时数，测算出用电量。
[0013]优选地，所述步骤S2具体包括以下步骤：
[0014]S2
‑
1，碳排放间接算法
[0015]S2
‑
2，定义发电小时数
[0016]其中装机容量分为市内、市外，细化分风电、太阳能、水电、核电、生物质能、煤电和气电，并定义发电小时数；
[0017]F(x,y)＝∑R
x
×
y
x
×
Δ
ꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0018]0＜x＜10
ꢀꢀꢀ
(5)
[0019]0＜y
x
＜8670
ꢀꢀꢀ
(6)
[0020]E
min
≤E
x
≤E
max
ꢀꢀꢀ
(7)
[0021]式中：F(x,y)为第y年碳排放量；x为时间年份；y
x
为发电利用小时数；
[0022]S2
‑
3，多维度碳排放量
[0023]结合区域内太阳能、风能、生物质、煤电、气电分类装机容量，以及区域外太阳能、风能、水电、核电、煤电、气电分类装机容量；
[0024]结合自然条件下的太阳能、风能、水电、核电、煤电、气电等发电小时数区间，进一步明确发电利用小时数。
[0025]优选地，所述步骤S3中，细化4个模型关系：碳达峰时间、发电小时数、用电安全、购电成本，结合输配电价，测算满足碳达峰要求下的购电成本，结合可再生能源考核目标带来的惩罚，共同计算整个环境下的购电成本；
[0026]max[F(x
‑
1,y)]＜F(x,y)＞max[F(x
‑
1,y)]ꢀꢀꢀ
(8)
[0027][0028]0＜y
f
＜4000
ꢀꢀꢀ
(10)
[0029]0＜y
t
＜4000
ꢀꢀꢀ
(11)
[0030]3000＜y
s
＜6000
ꢀꢀꢀ
(12)
[0031]0＜y
h
＜8670
ꢀꢀꢀ
(13)
[0032]1000＜y
m
＜8670
ꢀꢀꢀ
(14)
[0033]0＜y
q
＜8670
ꢀꢀꢀ
(15)
[0034]M(x,y)＝∑R
x
×
y
x
×
J
x
ꢀꢀꢀ
(16)
[0035]M
min
＜M(x,y)＜M
max
ꢀꢀꢀ
(17)
[0036]式中：y
f
为风电发电小时数；y
t
为太阳能发电小数；y
s
为水电发电小时数；y
h
为核电发电小时数；y
m
为煤电发电小时数；y
q
为燃机发电小时数；M(x,y)为第x年购电成本；J
x
为第x年电价。
[0037]本专利技术提供的基于碳达峰目标的能源系统优化方法，与现有技术相比，有以下优点：
[0038](1)本专利技术基于碳达峰目标的能源系统优化方法，基于电网发用电结构和发展目标精准测算碳排放水平，有效利用发用电计划数字测算当前电力消费碳排放以及预测至5年或者10年后能源电力领域碳排放目标，充分结合电力需求特点，合理优化电源布局，优化发电结构，实现同频互促。
[0039](2)本专利技术基于碳达峰目标的能源系统优化方法，基于对区域、行业、企业的能源碳排监测数据，通过Mann
‑
Kendall趋势分析检验法等大数据分析技术，根据各区域、行业、企业的能源碳排放增速，评估是否已经实现碳达峰，并进行评级打分，为各区域、行业双碳对标提供数据参考。
附图说明
[0040]图1是本专利技术应用实施的技术路线图。
[0041]图2是本专利技术实施例中多目标下求解的示意图。
具体实施方式
[0042]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0043]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳达峰目标的能源系统优化方法，其特征在于，所述包括以下步骤：步骤S1：从电网数据库中录入电力系统运行数据，形成基础数据库；步骤S2：构建碳排放量计量模型；步骤S3：构建碳排放达峰、电力供需平衡与经营业绩最优化模型；步骤S4：进行多目标求解设计优化方案。2.根据权利要求1所述的基于碳达峰目标的能源系统优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，运用间接碳排放测算方法，明确用电量与碳排放之间的关系，再结合装机容量与发电利用小时数，测算出用电量。3.根据权利要求2所述的基于碳达峰目标的能源系统优化方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：S2
‑
1，碳排放间接算法S2
‑
2，定义发电小时数其中装机容量分为市内、市外，细化分风电、太阳能、水电、核电、生物质能、煤电和气电，并定义发电小时数；F(x,y)＝∑R
x
×
y
x
×
Δ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)0＜x＜10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)0＜y
x
＜8670
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)E
min
≤E
x
≤E
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)式中：F(x,y)为第y年碳排放量；x为时间年份；y
x
为发电利用小时数；S2
‑
3，多维度碳排放量结合区域内太阳能、风能、生物质、煤电、气电分类装机容量，以及区域外太阳能、风能、水电、核电、煤电、气电分类装机容量；结合自然条件下的太阳能、风能、水电、核电、煤电、气电等发电小时数区间，进一步明确发电利用小时数。4.根据权利要求1所述的基于碳达峰目标的能源系统优化方法，其特征在于，所述步骤S3中，细化4个模型关系：碳达峰时间、发电小时数、用电安全、购电成本，结合输配电价，测...

【专利技术属性】
技术研发人员：章渊，夏澍，黄薇，王蕾，江婷，童林白，黄震，孙章旭，孙运儿，刘红伟，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：